Номер 6, страница 142, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

6. Где используется явление интерференции света?

6. Решение:

Явление интерференции света — это перераспределение интенсивности света в пространстве в результате наложения (суперпозиции) двух или нескольких когерентных световых волн. Это фундаментальное волновое свойство света нашло широкое применение в различных областях науки и техники.

Основные области использования интерференции света:

1. Просветление оптики (создание антибликовых покрытий). На поверхности линз и других оптических элементов (например, в объективах фотоаппаратов, биноклях, очках) наносится тонкая прозрачная пленка. Ее толщина и показатель преломления подбираются таким образом, чтобы световые волны, отраженные от передней и задней поверхностей пленки, находились в противофазе и гасили друг друга (деструктивная интерференция). В результате ослабляется отражение света от поверхности и, соответственно, увеличивается его пропускание, что делает изображение более ярким и контрастным.

2. Интерферометры. Это высокоточные измерительные приборы, принцип действия которых полностью основан на явлении интерференции.

• Контроль качества поверхностей: С помощью интерференции можно с высочайшей точностью (до долей длины волны света, т.е. до десятков нанометров) контролировать плоскостность или сферичность оптических поверхностей. Классический пример — наблюдение колец Ньютона, возникающих в зазоре между плоской пластиной и линзой. По форме и расположению интерференционных полос судят о качестве обрабатываемой поверхности.

• Точные измерения длин и смещений: Интерферометры позволяют измерять малые расстояния и их изменения. Самым ярким примером являются детекторы гравитационных волн (LIGO, Virgo), которые представляют собой гигантские интерферометры Майкельсона, способные зафиксировать смещения зеркал на расстояние, в тысячи раз меньшее диаметра протона.

• Спектральный анализ: Интерферометры (например, интерферометр Фабри-Перо) используются в качестве спектральных приборов высокого разрешения для точного определения длин волн света и исследования тонкой структуры спектральных линий.

3. Голография. Это техника записи и восстановления полного волнового фронта света, рассеянного объектом, что позволяет получать трехмерные изображения. Голограмма представляет собой зафиксированную на носителе интерференционную картину, полученную в результате сложения предметной волны (от объекта) и когерентной с ней опорной волны.

4. Наблюдение в природе. Явление интерференции объясняет многие цветовые эффекты в окружающем мире:

• Радужная окраска тонких пленок: мыльных пузырей, масляных пятен на воде. Цвет зависит от толщины пленки и угла падения света.

• Переливающиеся (иризирующие) цвета крыльев некоторых бабочек (например, морфо), жуков и перьев птиц (например, павлина). Такая окраска обусловлена не пигментами, а интерференцией света на микроскопических структурах поверхности.

Ответ:

Явление интерференции света используется для просветления оптики (антибликовые покрытия), в работе высокоточных измерительных приборов — интерферометров (для контроля качества поверхностей, измерения длин, спектрального анализа, обнаружения гравитационных волн), в голографии для получения объемных изображений, а также оно объясняет радужную окраску тонких пленок (мыльные пузыри, нефть на воде) и переливающиеся цвета некоторых живых организмов.